用于电力变压器的漏抗板制造技术

公开了电力变压器的独特系统、方法、技术和装置。一个示例实施例是一种变压器，该变压器包括：芯体；第一绕组，该第一绕组卷绕在芯体周围；第二绕组，该第二绕组同轴地卷绕在第一绕组周围以便围绕该第一绕组，并且在第一绕组和第二绕组之间形成气隙；以及板，该板具有大于1且小于25的相对磁导率，被构造成插入到气隙中。隙中。隙中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电力变压器的漏抗板
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年9月7日提交的美国专利技术申请序列号16/125,138的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]本公开总体上涉及电力变压器。流经电力变压器的绕组的电流生成主通量和泄漏通量。虽然泄漏通量导致变压器绕组上的电压降，但电力变压器通常被设计为产生一定水平的泄漏通量，以便于防止电力故障期间的电流尖峰。在一些应用中，诸如多个电力变压器是并联耦接的变电站，电力变压器必须具有一定的泄漏通量值。现有的电力变压器设计受到许多不足和缺点的影响。仍然存在未满足的需求，包括将漏抗参数从线圈和芯体设计中去耦、减少变压器设计时间、增加电网可靠性以及减少变压器构建时间。例如，由于特定的功率要求(诸如额定电压、额定功率和漏抗)，电力变压器通常是为特定应用定制化设计的。通常进行线圈和芯体设计的重大更改以满足漏抗要求。定制化设计需要定制化制造，从而导致交付周期增加到多达两年。更短的交付时间将增加电网的弹性。亟需本文公开的独特的装置、方法、系统和技术。
[0004]说明性实施例的公开
[0005]为了清楚、简明和准确地描述本公开的非限制性示例性实施例，制造和使用它们的方式和过程，并且为了能够实践、制造和使用它们，现在将参考某些示例性实施例，包括附图中示出的那些实施例，并且将使用特定的语言来描述它们。然而，应当理解的是，不会由此形成本公开的范围的限制，并且本公开包括并保护示例性实施例的这种改变、修改和另外的应用，如本领域技术人员受益于本公开将会想到的。

技术实现思路

[0006]示例性实施例包括用于电力变压器的独特系统、方法、技术和装置。根据以下描述和附图，本公开的其他实施例、形式、目的、特征、优点、方面和益处将变得显而易见。
附图说明
[0007]图1是示出示例性电力变压器的竖直截面图。
[0008]图2是示出图1中的示例性电力变压器的板尺寸和漏感之间的关系的图。
[0009]图3是示出另一示例性电力变压器的竖直截面图。
[0010]图4是示出图3中的示例性电力变压器的板尺寸和漏感之间的关系的图。
[0011]图5至图7是示出示例性三相电力变压器的水平截面图。
[0012]图8示出了示例性两相电力变压器。
具体实施方式
[0013]参照图1，示出了示例性电力变压器100的竖直截面图。应当理解的是，电力变压器
100可以在各种应用中实施，所述应用包括具有电力传输网络或配电网络的公用电网，以及电机驱动，仅举几个示例。在某些实施例中，电力变压器100被结合到公用电网或其他配电系统中，并且被构造成接收频率在45Hz至65Hz之间的AC电力。尽管电力变压器100被示出为单相变压器，但是示例性电力变压器可以被构造为多相电力变压器，诸如三相电力变压器。
[0014]在所示出的实施例中，电力变压器100包括芯体110，该芯体具有上轭113、下轭115和多个芯柱(limb)111a、111b。在其他实施例中，芯体110包括耦接在上轭113和下轭115之间的额外的芯柱。芯体110由铁磁材料构成，所述铁磁材料例如铁或电工钢。在某些实施例中，芯体110可以使用层的堆叠来构建。
[0015]电力变压器100包括卷绕或缠绕在芯柱111a周围的低压绕组120，也称为线圈。变压器100还包括卷绕在芯体110周围并同轴地卷绕在绕组120周围的高压绕组130。每个绕组具有800mm的绕组高度107，并且通过气隙150与绕组120分离。电力变压器100被构造成在绕组120处接收AC电力、升高所接收的电力的电压、并以升高的电压从绕组130输出AC电力。电力变压器100还被构造成在绕组130处接收AC电力、降低所接收的AC电力的电压、并以降低的电压从绕组120输出AC电力。电力变压器100被构造成使得低压绕组120和高压绕组130上的电压两者都在100V至1200kV之间的范围内。
[0016]应当理解的是，出于解释的目的，示出了电力变压器100的芯体和绕组的构型。示例性电力变压器可以包括具有不同配置或不同数量的低压绕组或高压绕组的芯体。例如，一些实施例可以包括卷绕在高压绕组130周围的第二低压绕组。
[0017]当电力流过绕组120和绕组130时，电力变压器100被构造成生成穿过芯体110的主通量101和穿过绕组120和130周围的空气的泄漏通量103、105。主通量101链接绕组120和130，而泄漏通量103仅链接绕组120，并且泄漏通量105仅链接绕组130。由于绕组120和130紧密耦接，主通量101的幅值大于泄漏通量103和105的幅值。与泄漏通量103和105相关联的电感被称为漏感或漏抗。
[0018]当设计变压器时，漏抗是关键考虑因素。例如，并联耦接的电力变压器必须具有匹配的漏抗参数以限制电力变压器之间的电流循环。漏抗限制了由电力网中的故障条件引起的电流尖峰，从而保护电力变压器和其他电力网部件免受损坏或破坏。电力变压器的线圈和芯体的设计影响变压器的漏抗。由于漏抗要求对于每种应用来说通常是独特的，因此线圈和芯体必须针对一种应用进行定制和重新设计。
[0019]电力变压器100包括漏抗板140，该漏抗板被构造成增加电力变压器100的漏抗，而不需修改线圈或芯体的设计。通过在不重新设计线圈和芯体的情况下满足漏抗要求，电力变压器100可以通过仅修改板140的尺寸而在广泛的应用中使用。板140被构造成以便不需要辅助绕组、电力电子设备或其他控制器来调节电力变压器100的漏抗。板140还被构造成不影响绕组120和130之间的互感超过0.5％，其中板的相对磁导率大于1且小于75。在某些实施例中，板140的相对磁导率在大于1且小于25的范围内。磁导率大于75的漏抗板将需要不期望的板尺寸，诸如厚度太小而不能承受制造应力的脆性板。在某些实施例中，板140被构造成以便包括大于0.1x106ohm
‑
Cm的电阻率，例如包含镍铁氧体的板。
[0020]板140位于绕组120和绕组130之间的气隙150内，该气隙具有第一端151和第二端153。在所示的实施例中，板140延伸整个绕组高度107并完全包围绕组120。在其他实施例中，变压器100包括布置在第一端151和第二端153之间的气隙150内的一个或多个板。例如，
变压器100可以包括位于靠近第一端151的第一板和靠近第二端153的第二板。这样的实施例可以用于其中限制短路电流是主要目的的情况，因为漏场在绕组的端部具有较低的幅值，降低了对饱和的敏感性。
[0021]板140由带有铁磁填料的聚合物复合材料(诸如弹性体)构成。例如，弹性体可以包括铁磁粉末、薄片、细丝或涂层纤维。铁磁填料可以由镍、铁或铁磁合金构成，所述铁磁合金诸如金属玻璃(Metglass)、镍铁或镍锌，仅举几个示例。弹性体中的铁磁填料的体积比在0.2至0.7的范围内。例如，铁磁填料可以是体积比为0.5的铁粉或体积比为0.4的镍铁粉。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种变压器，包括：芯体；第一绕组，所述第一绕组卷绕在所述芯体周围；第二绕组，所述第二绕组同轴地卷绕在所述第一绕组周围以便围绕所述第一绕组，并且在所述第一绕组和所述第二绕组之间形成气隙；以及板，所述板具有大于1且小于75的相对磁导率，并被插入到所述气隙中。2.根据权利要求1所述的变压器，其中所述板包括弹性体，所述弹性体包括体积比在0.2至0.7之间的铁磁元件。3.根据权利要求2所述的变压器，其中所述铁磁元件包括镍粉、镍片或镍丝。4.根据权利要求2所述的变压器，其中所述铁磁元件包括铁粉、铁片或铁丝。5.根据权利要求1所述的变压器，其中所述板被构造为围绕所述第一绕组的中空管。6.根据权利要求1所述的变压器，其中所述变压器包括位于所述气隙内的多个径向支撑件，其中所述板包括所述径向支撑件中的一个径向支撑件。7.根据权利要求1所述的变压器，其中所述芯体包括第一芯柱和第二芯柱，其中所述变压器包括：第三绕组，所述第三绕组卷绕在所述第二芯柱周围；第四绕组，所述第四绕组同轴地卷绕在所述第一绕组周围以便围绕所述第三绕组，并且在所述第三绕组和所述第四绕组之间形成第二气隙；以及第二板，所述第二板具有大于1且小于25的相对磁导率，并被构造成插入到所述第二气隙中。8.根据权利要求7所述的变压器，包括：第三板，所述第三板具有大于1且小于25的相对磁导率，并被构造成插入到所述第一气隙中；以及第四板，所述第四板具有大于1且小于25的相对磁导率，并被构造成插入到所述第二气隙中，其中所述第一板和所述第三板在所述第一气隙中被定位成彼此相对，并且其中所述第二板和所述第四板在所述第二气隙中被定位成彼此相对。9.根据权利要求8所述的变压器，其中所述第一板、所述第二板、所述第三板和所述第四板中的每一个的弧长小于90度。10.根据权利要求1所述的变压器，包括：第二板，所述第二板具有大于1且小于25的相对磁导率，并被插入到所述第一绕组中；以及第三板，所述第三板具有大于1且小于25的相对磁导率，并被插入到所述第二绕组中。11.一种用于构建电力变压器的方法，包括：将第一绕组卷绕在芯体的芯柱周围；将第二绕组同轴地卷绕在所述第一绕组周围，使得在所述第一绕组和所述第二绕组之间形成气隙；形成多个可互换的板，所述多个可互换的板各自具有大于1且小于75的相对磁导率，并且各自被构造成放置在所述第一绕组和所述第二绕组之间的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：